Forscher der University of Minnesota haben eine Methode entwickelt, um die Eigenschaften eines Metalls zu verändern und es denen anderer Metalle nachzuahmen. Forschung ist online veröffentlicht auf JACS Au.
Die chemische Verarbeitung im letzten Jahrhundert basierte auf der Verwendung sehr spezifischer Materialien: Metalle wie Ruthenium, Platin, Rhodium und Palladium mit außergewöhnlichen elektronischen Oberflächeneigenschaften. Sie können sowohl als Metalle als auch als Metalloxide fungieren, was sie für die Steuerung chemischer Reaktionen entscheidend macht.
Wenn Ihnen die Angelegenheit komplex erscheint, gebe ich Ihnen gleich ein Beispiel: Im letzten Jahr sind sie in Italien dramatisch gestiegen den Diebstahl von Katalysatoren. Weil? Nun, weil in ihnen Metalle wie Rhodium und Palladium enthalten sind: Letzteres kann teurer sein als Gold. Ihre Knappheit wird zu einem großen Hindernis für den technologischen Fortschritt.
Weniger seltene Metalle werden benötigt
Hier führte das Team der University of Minnesota vorbei Paul Dauenhauer, Professor für Chemieingenieurwesen und Materialwissenschaften. Dauenhauer hat mit seinem Team eine Methode entwickelt, um die katalytischen Eigenschaften von Alternativmaterialien zu den von mir aufgeführten Metallen fein abzustimmen.
Dazu setzen sie ihr Wissen über das Verhalten von Elektronen ein, um ein Ergebnis zu erzielen: ein katalytisches Kondensatorgerät, mit dem Sie die Anzahl der Elektronen auf der Oberfläche des Katalysators regulieren können. Zusammenfassend? Sie verwandeln das Metalloxid in etwas, das die Eigenschaften eines anderen nachahmt.
Dies eröffnet eine völlig neue Möglichkeit, die Chemie zu kontrollieren und dafür zu sorgen, dass beliebte und kostengünstige Materialien sich wie Edelmetalle verhalten.
Wie funktioniert der „katalytische Kondensator“?
Das Gerät verwendet Filme in Nanogröße, um die Elektronen auf der Oberfläche des Katalysators zu bewegen und zu stabilisieren. Konkret kombinierten die Forscher einen Aluminiumfilm mit Graphen und optimierten letzteres so, dass es die Eigenschaften anderer Materialien annahm.
Die beträchtliche Fähigkeit zur Feinabstimmung der katalytischen und elektronischen Eigenschaften des Katalysators übertraf unsere Erwartungen.
Was bedeutet es in aller Kürze? Die Anwendung dieser katalytischen Kondensatoren auf häufigere Metalle wird es ihnen ermöglichen, wertvolle in vielen Anwendungen zu ersetzen. Vor allem es Speicher für erneuerbare Energien, die Produktion erneuerbarer Kraftstoffe und die Produktion innovativer Materialien.
Ich finde es eine unglaubliche Erfindung, die das Rennen um die Entwicklung neuer nachhaltiger Technologien wieder eröffnen könnte.
